Question

（16分）如图所示，两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内，导轨间的距离为，导轨上横放着两根导体棒ab和cd.设两根导体棒的质量皆为，电阻皆为，导轨光滑且电阻不计，在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感强度为.开始时ab和cd两导体棒有方向相反的水平初速，初速大小分别为和，求：

(1)从开始到最终稳定回路中产生的焦耳热.

(2)当ab棒的速度大小变为，回路中消耗的电功率的可能值.

 

Answer 1

【答案】

(1)     （2），

【解析】

试题分析:（1）从开始到两棒达到相同速度的过程中，两棒的总动量守恒，有 

解得：

根据能量守恒定律，整个过程中产生的焦耳热 

（2）当ab棒速度大小为且方向向左时，设cd棒的速度为,

由动量守恒定律有：

解得：

此时回路中的总电动势

则消耗的电功率

当ab棒速度大小为且方向向右时，设cd棒的速度为，

由动量守恒定律得

解得：

此时回路中的总电动势：

则消耗的电功率

考点：本题考查了电磁感应中的能量转化、牛顿第二定律、闭合电路的欧姆定律、安培力的计算、导体切割磁感线时的感应电动势.